Les molécules constitutives du vivant I. Introduction 1. Atome 2

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Les molécules constitutives
du vivant
I. Introduction
1. Atome
C’est la plus petite partie de la matière
Sphère dont le diamètre est une dizaine de nanomètres. On peut comparer l’atome à un
système solaire : soleil = noyau, planètes = électrons
Dans le noyau de l’atome on trouve les protons (charge positive) et les neutrons (neutre)
Le nombre d’électrons est toujours égal au nombre de protons -> maintient de la
neutralité.
Pour les atomes qui ont le même nombre de protons et d’électrons mais le nombre de
neutrons diffère alors on parle d’isotopes.(les isotopes sont radioactifs et utilisés dans
le domaine médical)
4 isotopes de l’hydrogène : hydrogène 1 = protium
Hydrogène 2 = deutérium
Hydrogène 3 = tritium
Hydrogène 4 = quaternium
Hydrogène 7
Isotopes de l’iode : iode 131 : utilisé en médecine
Dans le tableau périodique :
X= élément
A (en haut) = masse atomique (nombre de nucléons)
Z (en bas) = nombre de protons
2. Molécule
Assemblage d’au moins 2 atomes reliés entre eux par des liaisons covalentes.
La liaison covalente est stable -> très difficile à détruire. En fonction de l’atome qui
forme ces liaisons covalentes on peut avoir des liaisons covalentes simples, doubles ou
triples.
Les liaisons hydrogènes sont des liaisons très faciles à rompre (ex : H20)
Représentation des molécules :
- formule brute : C2H6O
- formule semi-développée : CH3 – CH2 - OH
- formule développée : schéma représentant toutes les liaisons

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Ces les groupements d’atomes qui constituent la nature de la molécule.
O-H = fonction alcool
C-O-C = fonction ether-oxyde
C=O = fonction aldéhyde
Fonction acide carboxylique
Fonction cétone
Fonction ester
Fonction amine
Fonction phosphate
3. Ion
C’est un atome qui perd / gagne un électron
Cation = + Anion = -
Ions monovalents = ont gagné ou perdu un seul électron : Chlore (Cl-), sodium (Na+),
potassium (K+), bicarbonate
Ions bivalents: calcium (Ca2+), Magnesium (Mg2+), ions sulfures (SO4 2-)
Ions trivalents: PO4 3-
4. Les différents niveaux d’organisation
- Niveau Chimique = atomes et les molécules
- Niveau Cellulaire = molécules qui se sont constituées pour former une cellule
- Niveau Tissulaire = ensemble de cellules identiques (4 tissus primaires dans le corps
humain)
- Niveau Organique = dans chaque organe au moins deux types de tissus
- Niveau Systémique
- Niveau organisme entier
5. Matière vivante et non-vivante
Toute matière est constituée de molécules. On classe les molécules en 2 types :
organiques et inorganiques.
Le corps humain est constitué à 96% d’oxygène, de carbone, d’hydrogène et d’azote.
II. Molécules inorganiques
Ces molécules ne possèdent pas d’atome de carbone dans leur structure.
Eau, Sel, Acides, Bases
Les acides, les bases et le sel sont capables de se dissocier dans l’eau : les liaisons se
cassent -> les atomes se retrouvent éloignés les uns des autres.

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1. Eau
Le composant essentiel du corps humain.
Maintient de l’équilibre hydrique très important.
Quantité moyenne d’eau dans l’organisme = 65%
Les apports en eau sont : l’alimentation, les boissons et le métabolisme.
On recommande de boire 1l à 1,5l d’eau par jour.
Les pertes en eau : fèces, transpiration, urines
Rôles de l’eau :
! Solvant : liquide qui dissout les molécules sans les modifier et sans se modifier
lui-même.
! Siège des réactions chimiques dans deux types de réactions : les réactions
d’hydrolyse (dégradations de molécules) et de déshydratation
! Absorbe et libère de la chaleur : elle permet de minimiser toutes les variations
de température dans le corps : régulation thermique
! Cohésion entre les molécules d’eau
! Lubrification : elle se mélange avec le mucus, cela permet le transport des
aliments
2. Oxygène (O ou O2)
Il est indispensable au cycle de vie car tous les végétaux capables de faire de la
photosynthèse libèrent de l’o2 de l’atmosphère, les plantes et animaux utilisent cet
oxygène en respirant.
C’est le composant essentiel des molécules (23% de l’air sous forme de dioxygène, 62,5
% de la masse du corps humain)
L’ozone (trioxygène O3) est un gaz toxique
Nécessaire pour le métabolisme car il sert dans les réactions de synthèse et de
dégradation.
Trajet de l’O dans le corps :
Il passe soit du poumon au sang, soit du sang aux cellules. Dans ce dernier cas soit
l’oxygène est dissout dans le liquide soit il est combiné à l’hémoglobine (95% du
transport de l’oxygène dans le corps)
Dans conditions de repos : 1/3 de l’oxygène passe dans le sang et 2/3 est expiré
3. Carbone (C ou C02)

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Composant essentiel des molécules organiques (mais lorsque l’atome est tout seul il est
inorganique)
Il est toujours incorporé dans les molécules, on le trouve jamais à l’état libre.
De nombreux rôles : dans le cycle respiratoire, la photosynthèse, il peut intervenir dans
la modification du pH (car il peut se lier avec de nombreux atomes d’hydrogène)
Le monoxyde carbone (CO) est incolore et inodore, extrêmement toxique car il a une
plus forte affinité avec l’hémoglobine que l’oxygène)
4. Hydrogène (H ou H2)
Composant de l’eau et des molécules organiques
Essentiel pour la formation de l’ATP (si pas d’hydrogène pas d’ATP, si pas d’ATP pas de
réactions chimiques)
5. Azote (N ou N2)
Composant des acides aminés, des protéines et des acides nucléiques
Il est essentiel dans le maintient de l’homéostasie (équilibre dynamique)
Nitrate et nitrite : ces deux molécules sont les substances chimiques de l’azote.
Nitrate = forme la plus stable de l’azote
Nitrite = forme la plus toxique de l’azote
Les nitrates et les nitrites sont de nombreux effets sur la santé :
Nitrites : réactions avec l’hémoglobine du sang (diminution des capacités du transport
de l’oxygène -> cette maladie s’appelle la methémoglobine)
Nitrates : peuvent provoquer un manque de vitamines A et diminuent le fonctionnement
de la glande thyroïde
Les nitrates et les nitrites peuvent entrainer la production de nitrosamines qui seraient
la formation des molécules de base dans la plupart des cancers.
6. Phosphore (P)
Composant important des os, dents, des protéines et des acides nucléiques
Présent dans l’ATP
Assimilé sous forme de phosphate (= atome phosphore + oxygène)
Elément indispensable à la vie. Existe rarement sous forme libre, on le trouve sous
forme de phosphate, c’est ce phosphate qui est assimilé par corps humain.
Notre corps n’est pas capable de synthétiser phosphore -> apporté par alimentation et
absorbé au niveau de l’intestin.
On le retrouve dans les os + sang.
Sources de phosphore alimentaire : céréales, viandes, œufs, poissons exclusivement

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Phosphorémie = augmente en cas d’insuffisance rénale, des glandes parotides et si
intoxication par vitamine D
Elle diminue si hypersécrétion des glandes parathyroïde et en cas
de carence en vitamines D
Carence en phosphore : régime alimentaire déséquilibré. Elle entraine une
déminéralisation osseuse.
Apport excessif = hypocalcémie sévère
7. Soufre (S)
Composant de protéines (acides aminés) : il créé des liaisons disulfures (2 S qui se lient)
et de l’insuline
Il intervient dans la structure de 2 vitamines : la thiamine et la biotine
Effets du soufre (carence + excès) : neurologiques, modifications du comportement,
perturbation de la circulation sanguine, problèmes cardiaques, problèmes visuels,
problèmes au niveau de la reproduction, dommage au niveau du système immunitaire,
désordre gastro-intestinaux, défaut de fonctionnement du foie et des reins, défaut de
l’audition, perturbation du métabolisme hormonal, problèmes dermatologiques,
suffocations, embolies pulmonaires
Apport journalier : 13 à 14 mg par kilo de poids
On le trouve dans certaines eaux minérales, fruits de mer, légumineuses, crucifères,
viandes, lait, œufs
8. Calcium (Ca)
Métal le plus abondant dans le corps, on le trouve surtout dans les os.
Essentiel pour la coagulation du sang, maintient de la pression sanguine, contraction
musculaire (surtout muscle cardiaque), impliqué dans la formation des os et des dents. Il
y a toujours un équilibre entre pourcentage de Ca absorbé par les os et les dents et sa
dégradation par les os et les dents.
Meilleures sources de calcium (pas les produits laitiers car ceux-ci contiennent trop de
phosphore) : eau du robinet, amandes, pistaches, dates, persil, figues, cresson, cacao,
pissenlit, oranges, haricots secs, jaune d’œuf, graines de sésame, brocolis, choux,
épinards, certains poissons (poissons gras)
Apports journaliers : 900 mg / jour pour une adulte
Calcémie : c’est le taux qui doit être le lus régulé car la moindre variation de calcium
peut engendrer des réactions fatales.
Hormones qui régulent la calcémie : parathormone, calcitonine
9. Potassium (K)
On ne peut pas avoir d’excès de potassium dans le corps car il est éliminé naturellement